生体内亜鉛イオンの動態解明を目指した合成小分子プローブの開発、応用

旨在阐明体内锌离子动力学的合成小分子探针的开发和应用

• 批准号: 06J11064
• 负责人: 小松 兼介
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J11064/
• 关键词: 蛍光プローブ; 波長変化型; イミノクマリン; レシオイメージング

本研究において新規波長変化型Zn^<2+>蛍光プローブZnIC(Zn^<2+> sensor based on iminocoumarin)を新たに開発した。ZnICにZn^<2+>を添加したところ、蛍光波長が長波長側にシフトした。励起波長は500nmを超えており、水中での量子収率はZn^<2+>配位前後で、0.80、0.76と非常に高い値を示した。この結果より、ZnICは水中で強い蛍光を持ち、かっ長波長励起が可能な波長変化型Zn^<2+>蛍光プローブとして機能することが明らかとなった。ZnICの他の金属イオンに対する選択性は非常に高く、生体内で遊離の状態で大量に存在するNa^+、K^+、Ca^<2+>、Mg^<2+>に対して全く影響を受けなかった。続いてZnICを生細胞内レシオイメージングに応用した。まずZnICを培養細胞に応用した。プローブを細胞内に局在させた後、2種類の蛍光画像(565-605nm、510-550nm)を取得することでレシオイメージングを行った。Zn^<2+>のイオノフォアとキレーターを用いて細胞内のZn^<2+>濃度を変化させると、2つの波長のレシオ値もそれに伴い変化した。すなわち細胞内Zn^<2+>の濃度変化をレシオイメージングによって検出可能であることが示された。続いて海馬スライスに応用した。スライス染色後のレシオイメージングによって、Zn^<2+>は歯状回とCA3の他に、CA1でも検出されていることがわかった。さらにZn^<2+>キレーターを加えたところ、レシオ値の減少が観測されたので、ZnICは脳内のZn^<2+>を検出していることが確認された。海馬に存在するZn^<2+>のレシオイメージングに成功したのは今回が初めてである。以上の結果から、ZnICが生体に応用可能であることが示され、本プローブがZn^<2+>の動態を解明する非常に有力な手段になるだけでなく、イミノクマリンの蛍光プローブの母核としての有用性が示された。

In this study, a new wavelength variant ZnIC(Zn^<2 +> sensor based on iminocoumarin) was developed. When Zn^<2+> is added to ZnIC, the wavelength of ultraviolet light is closer to the long wavelength side. Excitation wavelength is 500nm, quantum yield in water is before and after Zn^<2+> coordination, 0.80 and 0.76 are very high. As a result, ZnIC has a strong optical wavelength in water, and a long wavelength excitation is possible. The selectivity of ZnIC for other metals is very high, and Na^+, K^+, Ca^<2+>, Mg^<2 +> are all affected by the presence of Na^+, K^+, Ca^<2+> in the free state of the organism. In addition, the production of ZnIC in the cell is also a problem. The cells were cultured for 10 days. After the first two kinds of fluorescence images (565-605nm, 510-550nm) were obtained, the fluorescence images were displayed on the screen. The concentration of Zn ^<2 +> in the cell varies with the wavelength of Zn^<2+>. Changes in intracellular Zn concentrations are possible. In the middle of the sea, the sea horse was used. The color of the dye is different from the color of the dye. Zn^<2+> is different from CA3 and CA1. Zn ^<2 +> is the most important element in the system. Hippocampus is the first place in the world to have a successful life. The above results show that ZnIC can be used in vivo, and that it is a very powerful means to solve the dynamic problem of Zn^<2+>.